Microsoft-Gründer und Philanthrop Bill Gates ist Optimist. Vor allem, wenn es um die richtig drängenden Themen unserer Zeit geht – seien es Krankheiten und Armut oder der Klimawandel. Für das Massachusetts Institute of Technology hat der Milliardär eine Liste jener bahnbrechenden Technologien zusammengestellt, die seiner Meinung nach das Zeug haben, die Welt zu einem besseren Ort zu transformieren. Diese wollen wir Ihnen natürlich nicht vorenthalten und stellen gleichzeitig die Frage, welche Innovationen Ihrer Meinung nach zu einem positiveren Erdendasein führen werden.

Schon gehört? Edition Zukunft, der Podcast über das Leben und die Welt von morgen.

Geschickte Roboter

Roboter werden uns in Zukunft noch weit mehr Arbeit abnehmen. Um Menschen im großen Stil von repetitiven Tätigkeiten zu befreien, müssen Maschinen jedoch nicht nur feinfühliger werden, sondern sich auch besser und schneller an veränderte Umgebungen anpassen können. Ein Projekt, das diese Anforderungen stemmen möchte, ist das System Dactyl der Firma OpenAI. Hier werden selbstlernende Roboter trainiert, um beispielsweise willkürlich platzierte Gegenstände korrekt ausrichten zu können.

OpenAI

Personalisierte Krebsimpfungen

Strahlen- und Chemotherapien können Krebserkrankungen aktiv bekämpfen, bringen jedoch starke Nebenwirkungen mit sich. Hoffnung auf eine schonendere Krebstherapie geben unter anderem personalisierte Impfstoffe, die das Immunsystem eines Patienten dazu aktivieren sollen, ausschließlich die Tumorzellen zu bekämpfen und zu töten. Die Unternehmen Biontech und Genentech testen seit 2017 Impfungen, die sich für zumindest zehn solide Tumorarten eignen sollen. Die Herausforderung besteht darin, die Technologie in die Massenproduktion umzusetzen. Denn zur Erstellung des personalisierten Impfstoffs muss der Tumor eines Patienten biopsiert und analysiert werden, bevor diese Informationen dann schnellstmöglich zum Hersteller und der Impfstoff dann schnellstmöglich ins behandelnde Krankenhaus geliefert wird. Die beiden Unternehmen arbeiten an neuen Produktionstechniken, um so tausende personalisierte Impfstoffe rasch und kostengünstig produzieren zu können.

TEDx Talks

Winzige Magensonden

Umweltbedingte Darmerkrankungen, die dazu führen, dass der Darm Nährstoffe nicht aufnehmen kann, sind gerade in ärmeren Ländern ein Grund für Unterernährung und verzögerte oder verminderte körperliche Entwicklung. Was genau die Ursache für diese weit verbreitete Störung ist, konnte noch nicht herausgefunden werden. Auch nicht, wie man sie bei Erwachsenen behandeln kann. Durch eine Magenspiegelung bei Kindern kann die Krankheit jedoch erkannt und eine entsprechende Frühtherapie angegangen werden. Das Problem: Aktuell sind Magenspiegelungen noch relativ aufwendig und erfordern bei kleinen Kindern oftmals eine Narkose. Zur einfacheren Diagnose und zur Erforschung der Krankheit könnten künftig winzige Magensonden beitragen, die der Pathologe und Medizintechniker Guillermo Tearney entwickelt hat. Die kleinen Kapseln, die an ein flexibles Kabel gebunden sind, integrieren eine Kamera, Licht und auch ein Werkzeug, um Proben nehmen zu können. Tests an Erwachsenen wurden bereits durchgeführt, 2019 sollen erstmals Kinder damit behandelt werden. Die Technologie ließe sich auch zur Erkennung und Studie vieler weiterer Erkrankungen rund um Magen und Speisetrakt einsetzen.

Foto: Bruce Peterson / Tearney lab

Neuartige Atomkraftwerke

Bill Gates ist ein bekannter Verfechter der Atomenergie, die seiner Ansicht nach trotz vergangener Katastrophen eine saubere Energiequelle der Zukunft sein könnte. Dafür benötige es jedoch mehr Investitionen in moderne Kernreaktoren der vierten Generation, die das Risiko und den verstrahlten Abfall reduzieren. Dazu investiert der Milliardär sowohl in neuartige Kernspaltungsreaktoren wie in Projekte rund um noch weiter in der Ferne liegende Fusionskraftwerke.

Vox

Früherkennung von Frühgeburten

Eines von zehn Kindern kommt heute vor der Vollendung der 37. Schwangerschaftswoche auf die Welt und ist dadurch speziell in Ländern mit schwächerer medizinischer Versorgung einem hohen gesundheitlichen Risiko ausgesetzt. Eine Methode, um die Überlebenschancen eines Kindes zu steigern, wäre die Früherkennung von Frühgeburten. Stephen Quake, ein Forscher der Universität Stanford, hat einen risikolosen und günstigen Weg gefunden, um anhand von Genmaterial im Blut der Mutter herauszufinden, ob die Mutter das Kind zu früh gebären würde. Diese Methode soll nun marktreif gemacht werden und Ärzten dabei helfen, rechtzeitig Maßnahmen ergreifen zu können, um die Überlebenschancen der Babys zu steigern.

Stanford MCHRI

Wasserlose Toilette

Wie berichtet, haben mehr als zwei Milliarden Menschen keinen Zugang zu einem sauberen Klo. Das führt zu gefährlicher Keimverbreitung: Tausende Menschen sterben täglich an Durchfallerkrankungen. Besonders schlimm trifft es Kinder und ältere Menschen. Die Gates-Stiftung hat daher vor einigen Jahren zur Neuerfindung der Toilette aufgerufen. Seither haben mehrere Firmen und Universitäten Klos entwickelt, die nicht nur ohne Wasser funktionieren, sondern die Exkremente auch so aufbereiten, dass man sie etwa zur Düngung weiterverwenden kann. Die größten Herausforderungen liegen jedoch noch darin, die Kosten zu senken und adäquat skalierte Systeme zu bauen, die für die häusliche Nutzung geeignet sind.

Foto: ap/schiefelbein

Der fleischlose Burger

Die massenhafte industrialisierte Viehzucht und Fleischproduktion ist eine Katastrophe für die Umwelt. 26 Prozent der bewohnbaren Erdoberfläche werden für die Nutztierhaltung beansprucht. Die Flatulenzen von Kuh und Co verursachen mehr Treibhausgase als alle Autos und Flugzeuge zusammen. Ein Kilogramm Fleischprotein benötigt je nach Produktionsmethode vier- bis 25-mal so viel Wasser, sechs- bis 17-mal mehr Land und sechs- bis 20-mal mehr fossile Brennstoffe als ein Kilogramm Pflanzenprotein. Und der übermäßige Fleischkonsum trägt stark zur Überfettung der Bevölkerung bei. Und dennoch wollen und werden wohl immer mehr Menschen Fleisch essen. Die Lösung könnten pflanzliche Erzeugnisse sein, die sich im Geschmack und ihren Eigenschaften kaum noch von Fleisch unterscheiden. Die Firmen Beyond Meat und Impossible Foods liefern bereits sehr erfolgreich Burgerl-Laibchen an Restaurants und Supermärkte aus, die sich in Blindtests sehr gut mit echten Fleischerzeugnissen schlagen. Der nächste Schritt ist nun, "Pflanzenfleisch" zu erzeugen, dass die Textur von unverarbeitetem Fleisch (wie z. B. Steak) hat. Eine weitere Alternative zur industrialisierten Tierzucht könnte im Labor gezüchtetes Fleisch sein. Erste Erzeugnisse aus diesem Bereich sind allerdings noch enorm kostspielig, und zudem scheint einem Bericht des World Economic Forum zufolge deren Umweltbilanz nicht wesentlich besser zu sein.

CNET

CO2-Fänger

Technologie allein wird den Klimawandel nicht aufhalten, dafür muss sich schon das Verhalten der Menschen selbst ändern. Trotzdem arbeiten einige Firmen daran, die Massen an CO2 in der Luft abzusaugen – denn um das Klimaziel von 1,5 oder auch 2,0 Grad Erwärmung bis 2100 zu erreichen, müssen wir über kurz oder lang nicht nur weniger CO2 ausstoßen, sondern auch mit dem Abbau beginnen. Die Natur bietet Bäume und Pflanzen als Lösung, einige Forscher und Unternehmer wollen zudem mit technischen Methoden wie dem Direct-Air-Capture-Verfahren Kohlendioxid im großen Stil aus der Luft filtern. Gleich in mehreren Ländern entstehen entsprechende (Test-)Anlagen. Es wird jedoch noch Jahre dauern, bis sich das Verfahren kostengünstig umsetzen lässt, und zudem ist nicht klar, wie und wo das umweltfreundlich als Feststoff gesammelte CO2 letztendlich weiterverwertet oder gebunkert werden soll.

Carbon Engineering Ltd.

EKG am Arm

Schritte zählen oder Puls messen: Freunde der unmotorisierten Fortbewegung wissen Smartwatches und Fitnessarmbänder schon seit geraumer Zeit zu schätzen. Um Herzerkrankungen zu erkennen, sind die darin eingebauten Sensoren allerdings noch nicht geeignet. Das könnte sich bereits in naher Zukunft ändern: Unter anderem arbeitet die Firma AliveCor an einem portablen System, das basierend auf nur zwei Sensoren zumindest eine bestimmte Art des Herzinfarkts feststellen kann. Zum Vergleich: Voll ausgebaute EKGs nutzen zwölf Sensoren, um den Herzschlag zu überwachen.

Foto: Alivecor

Verstehende KI-Assistenten

Persönliche Assistenten fürs Smartphone oder smarte Lautsprecher wie Siri, Alexa oder Google ermöglichen bereits eine Reihe von praktischen Spracheingaben zur Steuerung der Musikanlage oder zum Erstellen eines Kalendereintrags. Bislang ist deren Funktionsumfang allerdings noch stark begrenzt und verändert lediglich die Art und Weise, wie wir mit Technologie interagieren, anstelle uns aktiv Aufgaben abzunehmen. Das liegt daran, dass KI-Assistenten heute weder unsere Sprache noch unsere Intentionen verstehen. Spracheingaben werden auf Basis statistischer Modelle verarbeitet und nicht, weil Siri mitbekommt, dass ich Hunger habe; oder Alexa sieht, dass ich einen Arzt brauche. Sollten KI-Helfer eines Tages auch inhaltlich verstehen, was ihre Benutzer von ihnen benötigen, würde sich eine ganze Reihe neuer Anwendungsmöglichkeiten eröffnen. Auch der vielfach exemplarisch herangezogene Universalübersetzer aus "Star Trek" wäre dann kein Ding der Unmöglichkeit mehr ... (zw, 31.3.2019)

HV